نویسنده: حمید وثیق زاده انصاری
منبع: راسخون
منبع: راسخون
بنا بر تعریف، مهندسی به کاربرد اصول علمی و ریاضی در اهداف عملی اطلاق می‌شود، مثلِ طراحی، ساخت و به‌کارگیریِ ساختمان‌ها، ماشین‌ها، پروسه‌ها، و سیستم‌های کارآ و اقتصادی. علم مواد نیز به مطالعه روی ماده و تولید مواد جدید گفته می‌شود. با به کار گیری مهندسی علم مواد می‌توان به خلق مواد مفیدی مثل پلیمر و پُلی‌اُرِتان پرداخت؛ پلیمر ماده‌ای است دارای ساختمانی مولکولی، عمدتاً یا تماماً، متشکل از تعداد بسیار زیادی از واحدهای مشابهِ به هم پیوسته در یک ساختار زنجیره‌ای؛ و پُلی‌اُرِتان، پلاستیکی است که در آن مولکول‌های کربن‌دار از طریق مولکول‌هایی به نامِ اُرِتان به یک‌دیگر متصلند. از پلی‌ارتان عمدتاً به عنوان جزء اصلی سازنده‌ی رنگ‌ها، لاک‌ها، چسب‌ها و فُوم‌ها استفاده می‌شود.
گلوله‌ی شلیک شده‌ای به لایه‌ای نه چندان ضخیم از پُلی‌اُرِتان (که نوعی پلاستیک است) ممکن است در مواردی از آن طرف بیرون نیاید. گلوله در مسیرش متوقف شده، به وسیله‌ی پلاستیک سرد می‌شود و در داخل پلاستیک مهروموم می‌گردد. این که چگونه یک پلاستیک ساده می‌تواند این کار را انجام دهد باعث شده است که محققین هنوز در حال خاراندن سرشان باشند.
هرچند آزمایش‌ها قابلیت ترمز کنندگی پلاستیک در مقابل گلوله را نشان می‌دادند، توضیح علمی آن هم‌چنان به صورت یک راز باقی مانده بود. در یک آزمایش جدید، دانشمند محققی، نسخه‌ای تعدیل شده از پلاستیک مزبور را طراحی نمود تا آن‌چه که در داخل ماده، هنگامی که گلوله را متوقف می‌کند، رخ می‌دهد را نشان دهد. در آزمایش او با این نوع پلاستیکش، از مهره‌های کوچک شیشه‌ایِ دارای سرعت‌های فوق العاده زیاد، در حدود هزار و پانصد متر بر ثانیه، استفاده شد. پس از موفقیت او در نشان دادن مکانیسم ترمز کنندگی پلاستیک و اثبات قابلیت عملی پلاستیکی که او خلق کرده است، این پلاستیک خارق العاده‌ی او فعلاً در آزمایشگاه می‌ماند، اما روزی ممکن است موردِ استفاده‌ی آن در محافظت از اشیایی که ممکن است هدفِ پرتابه‌های پرقدرت قرار گیرند پیدا شود. بسیار محتمل است کاربردهایی برای آن برای هر چیزی که تحت اصابت سرعت‌های زیاد قرار می‌گیرد پیدا شود، مثلاً در بدنه‌ی زره‌پوش‌ها یا بدنه‌ی ماهواره‌ها، یا هر چیزی که نمی‌خواهیم بر اثر اصابت تخریب شود. این ممکن است منتهی به راهی برای ساخت مواد جدیدی با دوام بیشتر شود.
پِلی‌اُرِتان یک پلیمِر است. این به این معناست که از به هم پیوستن مولکول‌های مشابه به صورت زنجیره‌های دراز تشکیل شده است. از این پلیمر تاکنون به عنوان جزءِ ترکیبی در بسیاری از رنگ‌ها و لاک‌ها استفاده شده است (گرچه این به این معنا نیست که می‌توانید با رنگ کردن دیوارها آن‌ها را ضدگلوله سازید). پلی‌ارتانٍ سخت شده و نیز یک پلیمر و یک مشابه برای قرینِ مایعِ آن، زیر میکروسکوپ به صورت مخلوطی درهم از اجزای سخت و نرم به نظر می‌رسد. این محقق، نسخه‌ای از پلی‌ارتانِ سخت شده را که ساده‌تر و سازمان یافته‌تر بود توسعه داد. آفرینش او شبیه پلاستیک لایه لایه‌ی مینیاتوری‌ای است که در آن برش‌های باریکِ یک پلیمر شیشه‌ای و برش‌های باریک یک پلیمر لاستیکی به طور متناوب روی هم قرار می‌گیرند. مهره‌های ریز شیشه‌ای به داخل این ساختمان لایه لایه شلیک می‌شوند. در اثر اصابت، این ماده دچار دگرگونی عجیبی گردید. نخست، لایه‌ها همان‌طور که انتظار می‌رفت به یک‌دیگر پِرِس شدند. سپس اما، به جای شکسته شدن، این‌گونه به نظر رسید که لایه‌ها ذوب، و شبیه مایعات با یک‌دیگر مخلوط، شدند. آن‌گاه، پس از گذشت یک میلیونیم ثانیه، مجدداً لایه‌ها سخت شدند و مهره‌ها را در خود قفل کردند. مسلماً اگر بتوانیم راه کنترل این رفتار را پیدا کنیم به پیش‌رفت‌های فوق العاده بزرگی دست خواهیم یافت.
توضیح عکس: آزمایشی جدید نشان داد که چگونه یک پلاستیک بسیار متداول به نام پُلی‌اُرِتان می‌تواند یک گلوله‌ی شلیک شده را متوقف کند. دانه‌های بسیار ریز شیشه‌ای در وسط این عکس با سرعت 1500 متر بر ثانیه به داخل پلاستیک راه یافته‌اند. نواحی قرمز، جاهایی را نشان می‌دهد که پلاستیک، تحت اصابت، بیشترین فشرده شدگی را تجربه می‌کند.
گلوله‌ی شلیک شده‌ای به لایه‌ای نه چندان ضخیم از پُلی‌اُرِتان (که نوعی پلاستیک است) ممکن است در مواردی از آن طرف بیرون نیاید. گلوله در مسیرش متوقف شده، به وسیله‌ی پلاستیک سرد می‌شود و در داخل پلاستیک مهروموم می‌گردد. این که چگونه یک پلاستیک ساده می‌تواند این کار را انجام دهد باعث شده است که محققین هنوز در حال خاراندن سرشان باشند.
هرچند آزمایش‌ها قابلیت ترمز کنندگی پلاستیک در مقابل گلوله را نشان می‌دادند، توضیح علمی آن هم‌چنان به صورت یک راز باقی مانده بود. در یک آزمایش جدید، دانشمند محققی، نسخه‌ای تعدیل شده از پلاستیک مزبور را طراحی نمود تا آن‌چه که در داخل ماده، هنگامی که گلوله را متوقف می‌کند، رخ می‌دهد را نشان دهد. در آزمایش او با این نوع پلاستیکش، از مهره‌های کوچک شیشه‌ایِ دارای سرعت‌های فوق العاده زیاد، در حدود هزار و پانصد متر بر ثانیه، استفاده شد. پس از موفقیت او در نشان دادن مکانیسم ترمز کنندگی پلاستیک و اثبات قابلیت عملی پلاستیکی که او خلق کرده است، این پلاستیک خارق العاده‌ی او فعلاً در آزمایشگاه می‌ماند، اما روزی ممکن است موردِ استفاده‌ی آن در محافظت از اشیایی که ممکن است هدفِ پرتابه‌های پرقدرت قرار گیرند پیدا شود. بسیار محتمل است کاربردهایی برای آن برای هر چیزی که تحت اصابت سرعت‌های زیاد قرار می‌گیرد پیدا شود، مثلاً در بدنه‌ی زره‌پوش‌ها یا بدنه‌ی ماهواره‌ها، یا هر چیزی که نمی‌خواهیم بر اثر اصابت تخریب شود. این ممکن است منتهی به راهی برای ساخت مواد جدیدی با دوام بیشتر شود.
پِلی‌اُرِتان یک پلیمِر است. این به این معناست که از به هم پیوستن مولکول‌های مشابه به صورت زنجیره‌های دراز تشکیل شده است. از این پلیمر تاکنون به عنوان جزءِ ترکیبی در بسیاری از رنگ‌ها و لاک‌ها استفاده شده است (گرچه این به این معنا نیست که می‌توانید با رنگ کردن دیوارها آن‌ها را ضدگلوله سازید). پلی‌ارتانٍ سخت شده و نیز یک پلیمر و یک مشابه برای قرینِ مایعِ آن، زیر میکروسکوپ به صورت مخلوطی درهم از اجزای سخت و نرم به نظر می‌رسد. این محقق، نسخه‌ای از پلی‌ارتانِ سخت شده را که ساده‌تر و سازمان یافته‌تر بود توسعه داد. آفرینش او شبیه پلاستیک لایه لایه‌ی مینیاتوری‌ای است که در آن برش‌های باریکِ یک پلیمر شیشه‌ای و برش‌های باریک یک پلیمر لاستیکی به طور متناوب روی هم قرار می‌گیرند. مهره‌های ریز شیشه‌ای به داخل این ساختمان لایه لایه شلیک می‌شوند. در اثر اصابت، این ماده دچار دگرگونی عجیبی گردید. نخست، لایه‌ها همان‌طور که انتظار می‌رفت به یک‌دیگر پِرِس شدند. سپس اما، به جای شکسته شدن، این‌گونه به نظر رسید که لایه‌ها ذوب، و شبیه مایعات با یک‌دیگر مخلوط، شدند. آن‌گاه، پس از گذشت یک میلیونیم ثانیه، مجدداً لایه‌ها سخت شدند و مهره‌ها را در خود قفل کردند. مسلماً اگر بتوانیم راه کنترل این رفتار را پیدا کنیم به پیش‌رفت‌های فوق العاده بزرگی دست خواهیم یافت.
توضیح عکس: آزمایشی جدید نشان داد که چگونه یک پلاستیک بسیار متداول به نام پُلی‌اُرِتان می‌تواند یک گلوله‌ی شلیک شده را متوقف کند. دانه‌های بسیار ریز شیشه‌ای در وسط این عکس با سرعت 1500 متر بر ثانیه به داخل پلاستیک راه یافته‌اند. نواحی قرمز، جاهایی را نشان می‌دهد که پلاستیک، تحت اصابت، بیشترین فشرده شدگی را تجربه می‌کند.
/ج
